Стратегии за по-високи добиви при екстракция от растителни суровини

За производството на екстракти с първокласно качество от растителни суровини с висока ефективност, т.е. високи добиви на екстракти с първокласно качество за кратко време на екстракция, е необходима високопроизводителна техника за екстракция. Ултразвуковата екстракция е техника за интензифициране на процеса, която позволява използването на широк спектър от суровини и осигурява високи добиви на превъзходни екстракти по бърз и икономически ефективен начин.

Първокласни растителни екстракти с мощен ултразвук

Ултразвуковата екстракция е високоефективна техника за получаване на високи добиви на растителни екстракти. При извличането на конкретно биоактивно съединение или биоактивна фракция от растителна суровина различни фактори влияят върху процеса на екстракция. Освен технологията за екстракция (напр. ултразвукова екстракция), полярността на разтворителя, суровината и нейната предварителна обработка, съотношението твърда / течна фаза (т.е. съотношението растителен материал / разтворител), времето на екстракция и температурата са важни фактори на процеса, които трябва да бъдат внимателно обмислени. Ултразвуково подпомаганата екстракция (UAE) позволява идеални условия за обработка, които се характеризират едновременно с щадящо действие и висока ефективност. Свободният избор на щадящи разтворители или екстракция със студена вода, ниските температури и краткото време за обработка превръщат ултразвуковата екстракция в превъзходна техника за екстракция, която предотвратява термичното или химичното разграждане на биоактивните молекули. Освен това UAE може да освободи цялото налично количество биоактивни молекули от растителната суровина. Ето защо ултразвуковата обработка е най-широко използваната технология за екстракция при производството на екстракти с висока активност.

Ултразвуковата екстракция е високоефективен метод за производство на първокласни екстракти

Екстракция от растителни суровини с UP400St (400W, 24kHz)

Ултразвуковата обработка е бърз и щадящ метод за екстракция, чрез който се получава висококачествен екстракт от гъби. Във видеоклипа се използва UP400St за екстракция на шийтаке.

Какво прави ултразвуковата екстракция превъзходна?

Ултразвуково подпомаганата екстракция (UAE) е високоефективна техника за екстракция, която се основава на чисто механични сили. Ултразвуковата или акустичната кавитация се характеризира с интензивни сили на срязване, както и с локално възникващи големи разлики в температурата и налягането. Тези изключително интензивни кавитационни сили предизвикват така наречената сонопорация, която представлява образуване на нови и разширяване на съществуващите пори в клетъчната мембрана, както и разрушаване на растителните клетъчни структури. Ултразвуково усиленият поток на разтворителя към и от вътрешността на клетките допринася за бързото и пълно освобождаване на растителните вещества. Използвайки единствено механични сили, UAE не променя растителните молекули чрез химикали или интензивна топлинна обработка и по този начин предотвратява химични или предизвикани от топлина изменения на биоактивните вещества в растителните суровини. В резултат ултразвуковата екстракция произвежда висококачествени екстракти с пълен спектър, които осигуряват пълното действие на комбинираните растителни вещества, известно като така наречения антуражен ефект.
Ултразвукова екстракция: щадяща нетермична, но високоефективна техника за високи добиви на екстракти с първокласно качество.

Сравнение на ултразвуковата екстракция с други техники

Ултразвуковата екстракция е широко използвана техника за освобождаване и изолиране на биоактивни съединения като антиоксиданти, полифеноли, полизахариди, протеини, липиди, канабиноиди и други фитохимични вещества от растителни материали. Ултразвуковата обработка е предпочитаният метод поради многобройни предимства като високи / пълни добиви при екстракция, бърза нетермична обработка, съвместимост с почти всякакви разтворители (напр. вода, етанол, метанол, изопропанол, растителни масла, глицерин и др.), лесна и безопасна работа, минимална поддръжка и много други.
Таблицата по-долу сравнява ултразвуковата екстракция с други конвенционални методи за екстракция, като подчертава предимствата на UAE.

Ултразвукова екстракция от растителни суровини: високоефективна техника за производство на първокласни екстракти

Ултразвуковите екстрактори на Hielscher се отличават с ефективност, надеждност и удобство за потребителя

	Ултразвукова екстракция	Мацерация	Екстракция с CO₂	Сокслет	Перколация
Разтворител	съвместима с почти всеки разтворител	вода, водни и неводни разтворители	CO₂	вода, водни и неводни разтворители	органични разтворители
Температура	нетермична екстракция, прецизен контрол на температурата	околна	при нагряване	околна температура, понякога се прилага нагряване	над критичната температура от 31°C
Налягане	възможно е както атмосферно, така и повишено налягане	атмосферно	атмосферно	атмосферно	много високи налягания (над критичното налягане от 74 bar)
Време за обработка	кратко	много дълго	дълго	много дълго	умерено
Количество разтворител	малко, високо съдържание на твърд растителен материал в разтворителя, особено когато се използва система с проточна клетка	голямо	умерено	голямо	големи количества свръхкритичен CO₂
Полярност на природния екстракт	зависи от разтворителя; за извличане на неполярни и полярни съединения се препоръчва двуетапна екстракция с използване на два разтворителя	зависи от разтворителя	зависи от разтворителя	зависи от разтворителя	зависи от налягането (при по-високи налягания е по-полярен)
Гъвкавост / Мащабируемост	за партидна и поточна екстракция, линейна мащабируемост	само партидна екстракция, ограничена мащабируемост	само партидна екстракция, ограничена мащабируемост	само партидна екстракция, ограничена мащабируемост	само партидна екстракция, ограничена линейна мащабируемост, много скъпа

Защо ултразвуковата екстракция е толкова ефективна?

Механизмът, чрез който мощният ултразвук интензифицира екстракцията, се дължи главно на явлението акустична кавитация. Ултразвуковата кавитация предизвиква сблъсъци между частиците на растителната биомаса, което води до раздробяване при взаимодействието между частиците и намаляване на размера им. Когато кавитационните мехурчета колабират върху повърхността на твърдите растителни частици, ерозията и сонопорацията допълнително увеличават повърхността на частиците. Така интензифицираният масообмен улеснява освобождаването на молекули като протеини, липиди, захари, витамини, антиоксиданти, фитохимични вещества и хранителни влакнини. Генерираните от ултразвука сили на срязване подобряват проникването на разтворителя в клетъчната матрица на растителния материал и съответно подобряват пропускливостта на клетъчните мембрани. Тези механизми на мощния ултразвук са причина за значителното интензифициране на процеса, постигнато при прилагане на ултразвукова обработка за екстракция от растителни суровини.

В тази презентация Ви запознаваме с производството на растителни екстракти. Обясняваме предизвикателствата при производството на висококачествени растителни екстракти и как ултразвуковият процесор може да Ви помогне да ги преодолеете. Презентацията показва как работи ултразвуковата екстракция. Ще научите какви предимства можете да очаквате от използването на ултразвуков процесор за екстракция и как да внедрите ултразвуков екстрактор в производството си на екстракти.

Предимства на ултразвуковите апарати за екстракция от растителни суровини

високи добиви
екстракти с първокласно качество
високоефективен, бърз процес
ниски експлоатационни разходи
възпроизводими резултати
линейна мащабируемост
лесна и безопасна работа
здравина

Получете техническа информация за ултразвуковите екстрактори на Hielscher и техните предимства!

Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и разпространява високопроизводителни ултразвукови екстрактори за партидна и непрекъсната обработка при всякакъв производствен мащаб. Освен най-високите технически стандарти, изключителната здравина и работата 24/7/365 за високоефективна експлоатация, ултразвуковите апарати на Hielscher са лесни и надеждни за работа. Високата ефективност, интелигентният софтуер, интуитивното меню, автоматичното регистриране на данни и дистанционното управление чрез браузър са само някои от характеристиките, които отличават екстракторите на Hielscher от друго оборудване за екстракция.

Предимства на ултразвуковите екстрактори на Hielscher

Ефективност

По-високи добиви
Бърз процес на екстракция – в рамките на минути
Висококачествени екстракти – щадяща, нетермична екстракция
Екологични разтворители (вода, етанол, глицерин, растителни масла и др.)

Лесна употреба

Включване и работа – настройка и обучение в рамките на часове
Висока производителност – за мащабно производство на екстракти
Партидна или непрекъсната поточна работа
Лесно инсталиране – поддържа различни захранващи напрежения и изисква свързване само на четири маркуча
Подвижни
Линейно увеличаване на мащаба – добавете още една ултразвукова система паралелно, за да увеличите капацитета
Дистанционно наблюдение и управление – чрез компютър, смартфон или таблет
Не се изисква наблюдение на процеса – настройте и стартирайте
Висока производителност – проектирани за непрекъснато производство 24/7
Здравина и минимална поддръжка
Високо качество – проектирани и произведени в Германия
Бързо зареждане и изпразване между партидите
Лесни за почистване

Безопасност

Лесна и безопасна работа
Екстракция без разтворители или с разтворители (вода, етанол, растителни масла, глицерин и др.)
Без високи налягания и температури
Предлагат се взривозащитени системи, сертифицирани по ATEX
Лесно управление (също и дистанционно)

Разтворители за ултразвукова екстракция
Изберете идеалния разтворител за вашия процес на екстракция: вода, водно-алкохолна смес, изопропилов алкохол, хексан, етанол, метанол, бутан, растителни масла, глицерин,
нетоксични разтворители, както и всякакви други стандартни разтворители са съвместими с ултразвуковата екстракция.
Ултразвукова екстракция със студена вода: Въпреки че технически водата е разтворител, така нареченият универсален разтворител, екстракцията с вода обикновено се счита за екстракция без разтворител. Ултразвуковата екстракция без разтворител не изисква никакви външни вещества. Суспензията от вода и растителен материал се подлага на ултразвукова обработка, за да се разрушат клетъчните стени на растенията и биоактивните молекули да се освободят във водата (разтворителя). Ултразвуковата обработка е чисто механичен метод, който не променя химически суровината и екстракта. Ето защо ултразвуковата екстракция е предпочитаната техника за производство на висококачествени растителни екстракти.

Инсталация за ултразвукова екстракция с ултразвуков апарат със сонда UIP1000hdT и бъркалка за екстракция от растителни суровини

Ултразвуков апарат със сонда UIP1000hdT с бъркалка за производство на растителни екстракти като канабиноиди (напр. CBD, THC, CBG)

Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови екстрактори (партидна и проточна обработка):

Обем на партидата	Дебит	Препоръчителни устройства
1 до 500mL	10 до 200mL/min	UP100H
10 до 2000mL	20 до 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 до 20L	0,2 до 4L/min	UIP2000hdT
10 до 100L	2 до 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 до 100L/min	UIP16000
n.a.	по-голям	група от UIP16000

Свържете се с нас! / Попитайте ни!

Ултразвуковата екстракция е лесна и ефективна стратегия за получаване на по-високи добиви на първокласни екстракти от растителни суровини.

Промишлена инсталация на ултразвуковия екстрактор UIP4000hdT за производство на растителни екстракти.

Ултразвуковите хомогенизатори с високо срязване се използват за лабораторна, настолна, пилотна и промишлена обработка.

Hielscher Ultrasonics произвежда и доставя високопроизводителни ултразвукови екстрактори за лабораторен, пилотен и промишлен мащаб.

Свързани теми

Литература / Източници

Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.

Високопроизводителна ултразвукова техника! Продуктовата гама на Hielscher обхваща целия спектър от компактния лабораторен ултразвуков апарат през настолните устройства до изцяло промишлените ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори с размери от лабораторни до промишлени.